Otrębska M., Szczodry B., Samolczyk

Małgorzata OTRĘBSKA, Instytut Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Śląska,
Gliwice
Bartłomiej SZCZODRY, Klinika Chirurgii Czaszkowo-Szczękowo-Twarzowej,
Chirurgii Jamy Ustnej i Implantologii w Warszawie
Danuta SAMOLCZYK-WANYURA, Klinika Chirurgii Czaszkowo-SzczękowoTwarzowej, Chirurgii Jamy Ustnej i Implantologii w Warszawie
Marek WYLEŻOŁ, Instytut Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Śląska, Gliwice
KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE I TECHNOLOGIE
GENERATYWNE W PLANOWANIU ZABIEGÓW REKONSTRUKCJI
TWARZOCZASZKI
COMPUTER AIDED AND GENERATIVE TECHNOLOGIES
IN PLANNING OF CRANIOFACIAL RECONSTRUCTION
TREATMENTS
Słowa kluczowe: Planowanie zabiegów, technologie generatywne,
rekonstrukcja, operacja twarzoczaszki
1. WSTĘP
Współcześnie termin CA - Computer Aided już dawno przestał dotyczyć wyłącznie
wspomagania technicznych działań inżynierskich, a w szczególności procesu projektowokonstrukcyjnego. Komputerowe wspomaganie coraz powszechniej znajduje swoje
zastosowanie również w innych dziedzinach, jak np. medycyna.
Współcześnie na rynku dostępnych jest wiele systemów komputerowych wspomagających
pracę lekarza, w różnych tego aspektach.
Przykładem takiego wspomagania jest komputerowe przetwarzanie danych obrazowych
uzyskiwanych z tomografii komputerowej lub rezonansu magnetycznego. Docelowym efektem
przetwarzania takich danych jest wirtualny trójwymiarowy model wysegmentowanej tkanki
(np. tkanki kostnej).
2. INŻYNIERSKIE PLANOWANIE ZABIEGÓW
Posiadając model wirtualny oraz stosowny system komputerowy - można wykonać
przedoperacyjne planowanie zabiegu, np. chirurgicznego. Całość takich działań odbywa się
wtedy wyłącznie w „świecie wirtualnym”. W wielu przypadkach medycznych mamy jednak do
czynienia z sytuacją, gdy jednocześnie posiadamy model wirtualny fragmentu układu kostnego
(podlegającego np. rekonstrukcji) oraz rzeczywistą płytkę rekonstrukcyjną, która powinna
zostać odpowiednio dopasowana i zaimplantowana pacjentowi. Jak zatem można wykorzystać
wspomniany model wirtualny do odpowiedniego ukształtowania obiektu fizycznego?
XI Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
s. 98
Z pomocą przychodzą tu nowoczesne technologie generatywne, popularnie nazywane
drukowaniem 3D. Dzięki nim, dysponując modelem wirtualnym możliwe jest wytworzenie
fizycznego modelu pożądanego fragmentu np. układu kostnego. Dysponując obiektem
fizycznym, jakim jest „wydrukowany” model fragmentu tkanki kostnej, można użyć go do
dokładnego dopasowania do jego powierzchni np. płytki rekonstrukcyjnej jeszcze przed
przystąpieniem do właściwego zabiegu.
2.1. Planowanie zabiegów w obrębie twarzoczaszki
Praca dotyczy wybranych przykładów zastosowań komputerowego wspomagania
w zakresie: cyfrowego przetwarzania obrazów reprezentowanych w standardzie DICOM
pochodzących z tomografii komputerowej, modelowania wirtualnego (w tym modelowania
haptycznego) oraz zastosowania jednej z technologii generatywnych (FDM) do
przedoperacyjnego planowania zabiegów chirurgicznych w obrębie twarzoczaszki. Zabiegi te
dotyczyły resekcji i rekonstrukcji ubytku kości żuchwy (rys. 1) oraz rekonstrukcji oczodołu
(rys. 2). Niniejsza praca powstała w wyniku współpracy Instytutu Podstaw Konstrukcji
Maszyn Politechniki Śląskiej z Kliniką Chirurgii Czaszkowo-Szczękowo-Twarzowej, Chirurgii
Jamy Ustnej i Implantologii w Warszawie.
Rys. 1. Planowanie zabiegu resekcji i rekonstrukcji ubytku kości żuchwy
Rys. 2. Dopasowanie płytki rekonstrukcyjnej oczodołu na modelu fizycznym
LITERATURA
[1] Kozakiewicz M., Elgalal M., Loba P., Komuński P., Arkuszewski P., Broniarczyk-Loba
A., Stefańczyk L.: Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery (2009) 37, p. 229-234.
[2] Otrębska M., Szczodry B., Samolczyk-Wanyura D.: Planowanie zabiegu resekcji
i rekonstrukcji żuchwy z użyciem komputerowego wspomagania oraz technologii
generatywnych, Mechanik 2/2014, Warszawa (2014).